Мэриленд сегодня

Инженеры совершенствуют технологии отопления и охлаждения, стремясь к более экологичному будущему

Мэгги Хаслам, 17 апреля 2023 г.

Исследования Центра экологической энергетической инженерии Университета Мэриленда изучают основные моменты систем отопления и охлаждения для продвижения безуглеродных технологий нового поколения и повышения эффективности.

Фото: iStock

Ах, звуки лета: успокаивающий гул офисной системы отопления, вентиляции и кондиционирования; симфония кружащихся оконных блоков, украшающих многоэтажную квартиру; вздох морозильника, когда ты хватаешь последнее эскимо.

В жаркий день музыка для ваших ушей может стать несчастьем для всей планеты. Согласно исследованию Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии, только кондиционирование воздуха ежегодно выбрасывает в атмосферу 1,95 миллиарда тонн углекислого газа, и, по прогнозам, проблема будет усугубляться по мере роста населения и урбанизации на потеплеющей планете.

Не обязательно быть инженером, чтобы понимать математику, но он может потребоваться, чтобы найти решение. Продолжающиеся исследования в Центре экологической энергетической инженерии Университета Мэриленда революционизируют энергоемкую внутреннюю работу принудительного воздуха, который способствует выбросам парниковых газов — таких как тепловые насосы, компрессоры, теплообменники и хладагенты — делая их меньше, легче, эффективнее и эффективнее. возобновляемый.

«Большинство людей на самом деле не знают, насколько важны технологии охлаждения и обогрева для выбросов углекислого газа, но также насколько они важны для сохранения нашего образа жизни», — сказал профессор-исследователь Викрант Ауте, который руководит центром вместе со своими коллегами из Департамента. Кандидат машиностроения: профессор Минта Мартин Рейнхард Радермахер и профессор-исследователь Юнхо Хван. «Новые технологии будут иметь решающее значение для декарбонизированного будущего».

[Укрытия с растениями и солнечными батареями дебютируют в округе Принс-Джордж]

По оценкам Международного энергетического агентства, в мире насчитывается чуть более 2 миллиардов кондиционеров, и к 2050 году это число вырастет до 5,5 миллиардов, поскольку мы продолжаем подталкивать земной термостат. Каким образом общество будет их обеспечивать, одновременно выполняя глобальное обязательство по достижению нулевых выбросов парниковых газов за тот же период времени? Это актуальный вопрос для исследователей центра, которые работают над продвижением безуглеродных технологий следующего поколения и повышением эффективности.

«Люди потратят 1000 долларов на новый iPhone, но трудно получить такой энтузиазм по поводу более эффективного кондиционера, который сэкономит сотни долларов на счетах за электроэнергию», — сказал Оте. «Мы хотим сделать iPhone из кондиционеров».

За свою 30-летнюю историю CEEE была исследовательским партнером ведущих производителей холодильного оборудования, а также международных и федеральных агентств, включая давние отношения с Министерством энергетики США, сотрудничая в разработке новых технологий и продвижении руководящих принципов для глобального углеродно-нейтрального производства. подход.

«Когда вы включаете кондиционер, чтобы в доме было холодно, вам приходится нагревать его где-то еще», - сказал научный сотрудник постдокторского исследования Джеймс Танкабель, доктор философии. 22 года, проработал в CEEE семь лет. «Требуются эксперты в этой области, чтобы помочь людям увидеть это влияние и спроектировать такое будущее».

Технологии, созданные с помощью UMD для защиты климата Земли, уже в пути. Вот посмотрите, что есть в магазине:

Замораживание хладагентов: От домов до продуктов питания гидрофторуглеродные хладагенты являются ключом к сохранению прохлады, но при утечке они задерживают в атмосфере тепло, согревающее планету. Десятилетний проект между центром и профессором материаловедения и инженерии Ичиро.

Такеучи стремится полностью отказаться от хладагентов, используя сплавы с памятью формы, которые могут выделять тепло или холод за счет сжатия. Одна из первых исследовательских групп, разработавших устройство, использующее эластокалорическое охлаждение, и глобальный лидер в этой технологии. У команды есть текущий прототип, который может производить 100 Вт охлаждающей мощности, достаточной для питания винного холодильника; команда надеется расширить сферу деятельности до оконных блоков, систем охлаждения всего дома и коммерческих систем отопления, вентиляции и кондиционирования.